C++ 文件和流操作（Files and streams）
2014-07-02 16:20
363 查看
大部分情况下， 我们的程序的输入数据（input）仅可以来自于keyboard输入， 程序的输出也只是screen的console,。但是其实我们的program的输入输出
不应该只是限于keyboard 和screen这两种input 和output devices.。 试想一下， 如果我们的程序需要处理大量的数据的时候， 如果仅仅依靠键盘来手写输入，
那么运行的效率将会是何其的低。 同理， 如果我们仅仅将处理后的大量数据送到屏幕上显示， 二不去保存这些大量的数据， 当我们关掉电脑的时候，
所有的结果数据都想会消失（因为我们的数据在内存中）。这或许就是C++ 文件流处理的motivation。
所以 ，为了应对上面关于输入输出的两个challenges, 我们需要我们的数据存放在一些secondary storage device中， 这些device通常是magnetics
tapes, 或者disc（磁盘中）。 这样在必要的时候， 们就可以通过编写program 创建， 修改， 存取（access）我们的数据。 为了实现这些目的， 我们的数据
以文件（files）的数据结构（data structures）的形式 packageed up on storage devices。
我们可以将文件看成是由一个线性字符序列（a linear sequence of characters）的数据结构组织的。 举一个例子， 下面文件（截图）的存储形式可能看成是是如下形式：
存储方式：
Streams
在我们用C++ 处理文件的之前， 我们已经对流有过了解了。 我们可以将streams 想象成数据从senders 到 receivers 的一个通道（channel）。
就目前而言， 我们将只允许我们的流是单方向的运动。 数据可以从程序输出的输出流（例如程序将处理结果从到显示器显示（output stream）， 或者是从到磁盘存储起来
等等）。 亦或是数据从键盘， 或者磁盘中送到程序进行处理的输入流（input stream) .。 NOTE： 输入流还是输出流是站在program的角度看的。
举个例子， 程序开始的时候， 标准输入流'cin'连接到键盘等待用户输入。 输出流'cout' 连接到显示器以便将程序的结果显示在屏幕上。
事实上， 输入流cin 和输出流cout 是stream（流类）objects(对象)。所以这也是OOP的一部分。
在处理文件流的时候， 我们需要一个列举出了关于定义了文件的输入流和输出流的一些operations, 该头文件的名字是“fstream”。 所以我们在编写此类程序之前，
必须在程序之前添加如下的指导语句：
#include <fstream>
Creating Streams
当我们想要在程序中使用文件的输入流和输出流， 第一步就是创建文件流。 ifstream class 用于创建输入流的对象， ofstream 用于创建输出流的对象。
如下：
ifstream in_stream;
ofstream out_stream;
Connecting and Disconnecting Streams to files
创建完了流对象之后， 接下来就是使用openc() 成员函数去把文件与流对象连接起来。 成员函数open（） 对于ifstreams对象和ofstream的对象的作用效果
是不同， 也就是说openc（） function是porlymorphic的（多态的）。
（1）将ifstream 对象in_stream 与文件“Lecture_4” 连接起来。
in_stream.open("Lecture_4");
可以用下图形象的表示：
将输出文件流ofstream的对象“out_stream” 与文件“Lecture_4”连接起来：
out_stream.open(“Lecture_4”);
注意， 尽管将out_stream 和 “Lecture_4”连
接起来， 但是It also delete the previous contents of the file， ready for new content。 用下图形象的表示：
当我们执行完文件流操作时， 我们需要切断ifstream的对象“in_stream” 和文件的联系， 我们需要调用成员函数close:
in_stream.close();
用下图形象的表示：
同理， 对于输出文件流：
假设初始状态：
out_stream.close();
上述语句对于输出文件流对象具有相同的效果， 但是还加上了一个额外的效果， 就是文件的最末尾加上了一个“end-of file” mark 以表明文件的结束。
所以， 当我们的程序没有对文件输入任何数据的时候， 切断连接的时候， 效果如下图：
在这种情况下， 文件“Lecture_4”仍然存在， 只不过是空文件（注意文件和文件夹的区别， 文件的后缀名可能是.doc, .txt, .data等等）
Check for Failures with file command
用程序打开或者关闭文件， 常常会出现错误。 例如文件打不开， 或者无法关闭等等。 为了使得我们的程序更更加的robust， 我们就需要检查这些操作是否
成功了。 如果没有成功， 我们需要编写错误处理程序。 一个很简单的检查机制就是使用成员函数“fail()”, 函数调用如下：
in_stream.fail();
调用上述函数返回的是一个Boolean value。 如果没能成功打开， 返回的是True, 如果文件打开成功， 返回的就是false,.。 没能成功打开， 后面的操作就无法执行了， 此时我们可以退出程序， 通过使用“exit(1)” 命令。 exit(1) 命令来自于库cstdlib; 程序如下：
Character Input and OutPut(字符输入和输出)
使用get(..)用于输入字符
假设初始状态为：
当打开一个输入文件（input file时， 我们可以使用成员函数“get(...)" 来extract 或者read文件中 的单个字符。 这个成员函数的参数只有一个， 类型为
“char”的 变量。
语句如下：
in_stream.get(ch);
上述语句具有如下两种效果(参见上原理图)：
（1）变量“ch” is assigned the value "4";
(2) ifstream 的对象in_stream 被重新定位（re-positioned）到文件中的下一个输入字符， 也就是“.”。
Output using "put(...)"
初始状态：
我们可以通过ofstream 的对象out_stream的成员函数“put(...)去”input or write single character to a file 。 同样， 这个函数也只有一个类型为“char”
的参数。 具体如下：
out_stream.put('4');
参考如下图：
输入文件流的成员函数“putback(...)”
对于ifstream类而言， 有一个成员函数“putback(....)”。 从表面上肯看， 意思是“put the character back”, 但是事实上， 该函数并没有改变实际的文件。
尽管表现上是这样的（it behaves as if it had）。 例如初始状态为：
执行如下语句后：
in_stream.putback(ch);
得到如下新的状态
Indeed, we can "putback" any character we want to. 语句如下：
in_stream.putback('7');// 将7放到输入流中（7不在输入文件中）
导致如下结果：
检查文件是否读到结尾了
使用“ef()” 检查文件是否结束
Special care has to be taken with input when the end of a file is reached.
许多的C++编译器（包括GNU g++ 和 Microsoft Visual C++） 都incorporate an end-of-file （EOF）的标志（flag）。 if stream 的成员函数“eof()”
可以用于测试这个标志（EOF）被设置成了True 还是 False。
当一个ifstream 的对象与一个文件连接起来的时候。 EOF标志碑设置成了False（即使文件是空的）。 然而， 如果ifstream 的对象“in_stream”的
放置在文件的结尾， 而且EOF flag 是False， 语句：
in_stream.get(ch);
此语句导致变量ch在一个无法预测的状态， 然后设置为EOF标志为True。 一旦EOF标志为True， 然后no attemp should be made to read from the file， since the results
will be unpredicted。
为了形象表示这个过程， 假设我们当前的状态为：
然后执行语句：
in_stream.get(ch);
导致如下结果状态：
再次执行如下数据：
in_stream.get(ch);
最终导致如下状态：
然后执行如下的boolean expression:
in_stream.eof();
此时上述语句的值为True。
运用上面的知识， 下面的一个程序是将文件“Lecture_4”的内容在屏幕上显示出来， 并且将文件copy 到文件“Copy_of_4”:
NOTE: 用C++ 读取.txt, .data(二进制存储的文件)等很容易， 但是读取.doc 文件读出来的是乱码， 不知道问什么。
运行结果如下：
另外， 输入输出文件流也可以作为函数的参数， 程序如下：
输入输出使用运算符号“>>” 和“<<”
到目前为止， 我们只是对单个character进行读入或者读出文件到内存中。 在对底层， ofstream 和 ifstream 只能处理问价内容为sequneces of bytes. 所以当数据类型为“double” 或者“int”的类型， 在写进文件的时候吗必须转换为character才能正确的写进。 另外将文件中的数据读入到内存的时候， 也需要将这些字符转换回去才能够
正确的输出。
但是， 这样的一个过程是繁琐的。 幸运的是， 我们有两个算子“<<” 和 “>>”， 能够自动的实现这些转换。
例如下面， 初始状态为：
执行语句：
out_stream << 437 << ' ';
导致如下状态：
上面的空格很有必要。 因为这两个运算符的操作比较底层， 在我们处理完每一笔数据的时候（each item of data），加上了空格（或者new-line character）,
我们的数据才能够正确的在文件中分隔开。
我们使用符号“>>”将文件中的数据读入到内存（数据中）。 例如初始状态为：
其中“n" 表示在程序中已经声明了一个数据类型为int 的变量。 执行下一句：
in_stream >> n;
我们得到如下新的状态：
Notice， 操作运算元 ”>>“跳过了437之前的空格”“。 It always does this， no matter waht datatype it has been reading or expects to read。
参看如下程序。 改程序首先创建一个成为Integers的文件， 该文件涵盖了整数51， 52， 53， 54 and 55。
运行结果为：
不难看出， operator ”>>“会跳过文件中的空格字符， 这里空格字符分开了五个整数。 而函数get(...)
却不会跳过字符。
不应该只是限于keyboard 和screen这两种input 和output devices.。 试想一下， 如果我们的程序需要处理大量的数据的时候， 如果仅仅依靠键盘来手写输入，
那么运行的效率将会是何其的低。 同理， 如果我们仅仅将处理后的大量数据送到屏幕上显示， 二不去保存这些大量的数据， 当我们关掉电脑的时候，
所有的结果数据都想会消失（因为我们的数据在内存中）。这或许就是C++ 文件流处理的motivation。
所以 ，为了应对上面关于输入输出的两个challenges, 我们需要我们的数据存放在一些secondary storage device中， 这些device通常是magnetics
tapes, 或者disc（磁盘中）。 这样在必要的时候， 们就可以通过编写program 创建， 修改， 存取（access）我们的数据。 为了实现这些目的， 我们的数据
以文件（files）的数据结构（data structures）的形式 packageed up on storage devices。
我们可以将文件看成是由一个线性字符序列（a linear sequence of characters）的数据结构组织的。 举一个例子， 下面文件（截图）的存储形式可能看成是是如下形式：
存储方式：
Streams
在我们用C++ 处理文件的之前， 我们已经对流有过了解了。 我们可以将streams 想象成数据从senders 到 receivers 的一个通道（channel）。
就目前而言， 我们将只允许我们的流是单方向的运动。 数据可以从程序输出的输出流（例如程序将处理结果从到显示器显示（output stream）， 或者是从到磁盘存储起来
等等）。 亦或是数据从键盘， 或者磁盘中送到程序进行处理的输入流（input stream) .。 NOTE： 输入流还是输出流是站在program的角度看的。
举个例子， 程序开始的时候， 标准输入流'cin'连接到键盘等待用户输入。 输出流'cout' 连接到显示器以便将程序的结果显示在屏幕上。
事实上， 输入流cin 和输出流cout 是stream（流类）objects(对象)。所以这也是OOP的一部分。
在处理文件流的时候， 我们需要一个列举出了关于定义了文件的输入流和输出流的一些operations, 该头文件的名字是“fstream”。 所以我们在编写此类程序之前，
必须在程序之前添加如下的指导语句：
#include <fstream>
Creating Streams
当我们想要在程序中使用文件的输入流和输出流， 第一步就是创建文件流。 ifstream class 用于创建输入流的对象， ofstream 用于创建输出流的对象。
如下：
ifstream in_stream;
ofstream out_stream;
Connecting and Disconnecting Streams to files
创建完了流对象之后， 接下来就是使用openc() 成员函数去把文件与流对象连接起来。 成员函数open（） 对于ifstreams对象和ofstream的对象的作用效果
是不同， 也就是说openc（） function是porlymorphic的（多态的）。
（1）将ifstream 对象in_stream 与文件“Lecture_4” 连接起来。
in_stream.open("Lecture_4");
可以用下图形象的表示：
将输出文件流ofstream的对象“out_stream” 与文件“Lecture_4”连接起来：
out_stream.open(“Lecture_4”);
注意， 尽管将out_stream 和 “Lecture_4”连
接起来， 但是It also delete the previous contents of the file， ready for new content。 用下图形象的表示：
当我们执行完文件流操作时， 我们需要切断ifstream的对象“in_stream” 和文件的联系， 我们需要调用成员函数close:
in_stream.close();
用下图形象的表示：
同理， 对于输出文件流：
假设初始状态：
out_stream.close();
上述语句对于输出文件流对象具有相同的效果， 但是还加上了一个额外的效果， 就是文件的最末尾加上了一个“end-of file” mark 以表明文件的结束。
所以， 当我们的程序没有对文件输入任何数据的时候， 切断连接的时候， 效果如下图：
在这种情况下， 文件“Lecture_4”仍然存在， 只不过是空文件（注意文件和文件夹的区别， 文件的后缀名可能是.doc, .txt, .data等等）
Check for Failures with file command
用程序打开或者关闭文件， 常常会出现错误。 例如文件打不开， 或者无法关闭等等。 为了使得我们的程序更更加的robust， 我们就需要检查这些操作是否
成功了。 如果没有成功， 我们需要编写错误处理程序。 一个很简单的检查机制就是使用成员函数“fail()”, 函数调用如下：
in_stream.fail();
调用上述函数返回的是一个Boolean value。 如果没能成功打开， 返回的是True, 如果文件打开成功， 返回的就是false,.。 没能成功打开， 后面的操作就无法执行了， 此时我们可以退出程序， 通过使用“exit(1)” 命令。 exit(1) 命令来自于库cstdlib; 程序如下：
#include <iostream>
#include <fstream>
#include <cstdlib>
using namespace std;
int main()
{
ifstream in_stream;
in_stream.open("Lecture_4");
if (in_stream.fail()) {
cout << "Sorry, the file couldn't be opened!\n";
exit(1);
}
...Character Input and OutPut(字符输入和输出)
使用get(..)用于输入字符
假设初始状态为：
当打开一个输入文件（input file时， 我们可以使用成员函数“get(...)" 来extract 或者read文件中 的单个字符。 这个成员函数的参数只有一个， 类型为
“char”的 变量。
语句如下：
in_stream.get(ch);
上述语句具有如下两种效果(参见上原理图)：
（1）变量“ch” is assigned the value "4";
(2) ifstream 的对象in_stream 被重新定位（re-positioned）到文件中的下一个输入字符， 也就是“.”。
Output using "put(...)"
初始状态：
我们可以通过ofstream 的对象out_stream的成员函数“put(...)去”input or write single character to a file 。 同样， 这个函数也只有一个类型为“char”
的参数。 具体如下：
out_stream.put('4');
参考如下图：
输入文件流的成员函数“putback(...)”
对于ifstream类而言， 有一个成员函数“putback(....)”。 从表面上肯看， 意思是“put the character back”, 但是事实上， 该函数并没有改变实际的文件。
尽管表现上是这样的（it behaves as if it had）。 例如初始状态为：
执行如下语句后：
in_stream.putback(ch);
得到如下新的状态
Indeed, we can "putback" any character we want to. 语句如下：
in_stream.putback('7');// 将7放到输入流中（7不在输入文件中）
导致如下结果：
Checking for the End of an Input File
检查文件是否读到结尾了使用“ef()” 检查文件是否结束
Special care has to be taken with input when the end of a file is reached.
许多的C++编译器（包括GNU g++ 和 Microsoft Visual C++） 都incorporate an end-of-file （EOF）的标志（flag）。 if stream 的成员函数“eof()”
可以用于测试这个标志（EOF）被设置成了True 还是 False。
当一个ifstream 的对象与一个文件连接起来的时候。 EOF标志碑设置成了False（即使文件是空的）。 然而， 如果ifstream 的对象“in_stream”的
放置在文件的结尾， 而且EOF flag 是False， 语句：
in_stream.get(ch);
此语句导致变量ch在一个无法预测的状态， 然后设置为EOF标志为True。 一旦EOF标志为True， 然后no attemp should be made to read from the file， since the results
will be unpredicted。
为了形象表示这个过程， 假设我们当前的状态为：
然后执行语句：
in_stream.get(ch);
导致如下结果状态：
再次执行如下数据：
in_stream.get(ch);
最终导致如下状态：
然后执行如下的boolean expression:
in_stream.eof();
此时上述语句的值为True。
运用上面的知识， 下面的一个程序是将文件“Lecture_4”的内容在屏幕上显示出来， 并且将文件copy 到文件“Copy_of_4”:
NOTE: 用C++ 读取.txt, .data(二进制存储的文件)等很容易， 但是读取.doc 文件读出来的是乱码， 不知道问什么。
#include <iostream>
#include <fstream>
using namespace std;
int main() {
char character;
ifstream in_stream;
ofstream out_stream;
in_stream.open("D:\\demoFileStream.txt");
out_stream.open("D:\\Copy_of_demoFileStream.txt");
in_stream.get(character);
while(!in_stream.eof()) {
cout << character;
out_stream.put(character);
in_stream.get(character);
}
out_stream.close();
in_stream.close();
return 0;
}运行结果如下：
另外， 输入输出文件流也可以作为函数的参数， 程序如下：
#include <iostream>
#include <fstream>
using namespace std;
void copy_to(ifstream& in, ofstream& out);
/* MAIN PROGRAM: */
int main()
{
ifstream in_stream;
ofstream out_stream;
in_stream.open("Lecture_4");
out_stream.open("Copy_of_4");
copy_to(in_stream, out_stream);
out_stream.close();
in_stream.close();
return 0;
}
/* END OF MAIN PROGRAM */
/* FUNCTION TO COPY A FILE TO ANOTHER FILE AND TO THE SCREEN: */
void copy_to(ifstream& in, ofstream& out)
{
char character;
in.get(character);
while (!in.eof())
{
cout << character;
out.put(character);
in.get(character);
}
}
/* END OF FUNCTION */输入输出使用运算符号“>>” 和“<<”
到目前为止， 我们只是对单个character进行读入或者读出文件到内存中。 在对底层， ofstream 和 ifstream 只能处理问价内容为sequneces of bytes. 所以当数据类型为“double” 或者“int”的类型， 在写进文件的时候吗必须转换为character才能正确的写进。 另外将文件中的数据读入到内存的时候， 也需要将这些字符转换回去才能够
正确的输出。
但是， 这样的一个过程是繁琐的。 幸运的是， 我们有两个算子“<<” 和 “>>”， 能够自动的实现这些转换。
例如下面， 初始状态为：
执行语句：
out_stream << 437 << ' ';
导致如下状态：
上面的空格很有必要。 因为这两个运算符的操作比较底层， 在我们处理完每一笔数据的时候（each item of data），加上了空格（或者new-line character）,
我们的数据才能够正确的在文件中分隔开。
我们使用符号“>>”将文件中的数据读入到内存（数据中）。 例如初始状态为：
其中“n" 表示在程序中已经声明了一个数据类型为int 的变量。 执行下一句：
in_stream >> n;
我们得到如下新的状态：
Notice， 操作运算元 ”>>“跳过了437之前的空格”“。 It always does this， no matter waht datatype it has been reading or expects to read。
参看如下程序。 改程序首先创建一个成为Integers的文件， 该文件涵盖了整数51， 52， 53， 54 and 55。
#include <iostream>
#include <fstream>
using namespace std;
int main() {
char character;
int number = 51;
int count = 0;
ofstream out_stream;
ifstream in_stream1; /* Stream for counting integers. */
ifstream in_stream2; /* Stream for counting characters. */
/* Create the file */
out_stream.open("D:\\Integers.txt");
for (count = 1 ; count <= 5 ; count++)
out_stream << number++ << ' ';
out_stream.close(); //关闭
/* Count the integers in the file */
in_stream1.open("D:\\Integers.txt");
count = 0;
in_stream1 >> number;
while (!in_stream1.eof()) {
count++;
in_stream1 >> number;
}
in_stream1.close();
cout << "There are " << count << " integers in the file,\n";
/* Count the non-blank characters */
in_stream2.open("D:\\Integers.txt");
count = 0;
in_stream2 >> character;
while (!in_stream2.eof()) {
count++;
in_stream2 >> character;
}
in_stream2.close();
cout << "represented using " << count << " characters.\n";
return 0;
}运行结果为：
不难看出， operator ”>>“会跳过文件中的空格字符， 这里空格字符分开了五个整数。 而函数get(...)
却不会跳过字符。
内容来自用户分享和网络整理，不保证内容的准确性，如有侵权内容，可联系管理员处理 
相关文章推荐
- Linux - 操作文件与目录(manipulating files and directories)
- JHTP自测题_第十五章_文件、流和对象序列化（Files, Streams, and Object Serialization）
- UNIX高级环境编程（5）Files And Directories - 文件相关时间，目录文件相关操作
- 学习实战完全笔记--JavaSE----流与文件（Streams and Files）
- 文件和流（Files and Streams）之 DirectoryInfo类和FileInfo
- JHTP小结_第十五章_文件、流和对象序列化（Files, Streams, and Object Serialization）
- UNIX高级环境编程（5）Files And Directories - 文件相关时间，目录文件相关操作
- 文件和流（Files and Streams）之 Directory类和File类
- Linux - 操作文件与目录(manipulating files and directories)
- 基于C，C++的文件操作 20051027
- C++基本文件操作
- C++ 文件操作
- C++ 文件操作
- c++文件常见操作示例
- torque游戏引擎DTS文件的LOD实现（含reflection反射材质演示）-The LOD and reflection in DTS files
- 用c++ 操作mysql 数据库类（for linux or windows and others）
- C++中关于文件操作的函数
- Outlook 2007: Accounts and data files 帐户和数据文件 - RSS Feeds
- C++中基本的文件操作
- 用c++ 操作mysql 数据库类（for linux or windows and others）